Экологические предпосылки инфекционных болезней

Географический фон является самым главным фактором, который обуславливает тип и численность паразитов и патогенных организмов, способных вызывать определенные болезни у человека. В связи с этим зависимость распространенности инфекционных болезней от географической широты местности и типа климатической зоны носит выраженный характер.

В переносе микроорганизмов могут участвовать вода, воздух, насекомые и другие животные, включая человека. Связь между хозяином и паразитом может принимать сложные формы и распадаться на несколько стадий. В этой связи участвуют переносчик возбудителя, его промежуточный хозяин и один или несколько "резервуаров". Кроме того, экологические взаимоотношения между возбудителем и его промежуточными и основными хозяевами сильно зависят от таких физических параметров среды как ветер, дождь, температура воздуха, влажность. Патогенные организмы могут существовать только в определенных условиях. Так, малярийному комару Anopheles для размножения нужны водоемы или лужи, а, следовательно, он может существовать только во влажных дождливых регионах с определенной структурой почвы, задерживающей воду на поверхности. Для мухи цеце – переносчика африканской сонной болезни, необходим сравнительно плотный растительный покров. Переносчику возбудителя также необходимы особые условия для размножения (например, клещам и мухам требуется сухой климат). В свою очередь и носитель паразита обитает в какой-то определенной среде (например, белки в Малайе живут только во влажных лесах).

Таким образом, сочетание подходящих условий для жизнедеятельности возбудителя заболевания (паразита), его промежуточных и основных хозяев, наблюдающееся в определенной географической зоне с определенным комплексом климато-географических условий, и является экологической предпосылкой определенного инфекционного заболевания в этой зоне. Географическое распределение многих болезней представляет собой, по существу, распределение переносчиков этих болезней и промежуточных хозяев. Так, шистосомоз (общая разновидность гельминтозов, вызываемых трематодами, зачастую паразитирующими в кишечнике основного хозяина, и в ряде случаев – в венах мочевого пузыря (Schistosoma haematobium)) распространен среди популяций людей, обитающих по берегам рек в странах с теплым климатом, поскольку одна из стадий развития шистосомы проходит в организме особого вида улиток, живущих во влажных теплых зонах. Болезни, вызываемые риккетксиями – неподвижными грамотрицательными микроорганизмами (например, пятнистая лихорадка, характеризующаяся регионарным лимфаденитом, кратковременной лихорадкой, головной болью, миалгиями, полиморфными кожными высыпаниями), связаны с особым переносчиком – разновидностью клеща, встречающегося главным образом, в Северной Америке, Бенгалии и Северной Африке. Азиатская форма пятнистой лихорадки, переносимая клещами, характерна для Японии, островов Тайвань и Океании. Некоторые разновидности тифа (общее название инфекционных заболеваний, характеризующихся сильной лихорадкой и выраженной интоксикацией с явлениями помрачения сознания), встречающегося в странах Европы, переносятся мухами и вшами. География бруцеллеза (инфекционная болезнь из групп бактериальных зоонозов, вызываемая микроорганизмами рода Brucella, передающихся от больных животных человеку алиментарным или контактным путем; протекает по типу хрониосепсиса (медленно текущий сепсис с длительными периодами ремиссии (от нескольких месяцев до нескольких лет), проявляющийся в образовании очагов гнойного воспаления в различных органах и тканях и последующем распространении гноеродных бактерий с кровью в другие органы) с полиморфной клеточной картиной, рецидивами и обострениями) находится в тесной связи с географией распределения крупного рогатого скота и молочных продуктов, поскольку главным резервуаром возбудителя являются стада крупного рогатого скота.

К инфекционным заболеваниям, тесно связанным с климатическими условиями, относится и фрамбезия (невенерический сифилис – тропическая инфекционная болезнь из группы спирохетозов, вызываемая Treponema pertenue и характеризующаяся поражением кожи, костей и суставов; при этом внутренние органы при фрамбезии, в отличие от сифилиса, не поражаются). В связи с тем, что фрамбезия вызывается трепонемой, нуждающейся для своей нормальной жизнедеятельности в высокой температуре и влажности воздуха, она типична преимущественно для тропических регионов. Так, 80% площади, где распространено это заболевание, соответствует области со среднегодовой изотермой 27°С; остальная площадь лежит между изотермами 21-27°С. Причем фрамбезия особенно широко распространена там, где годовое количество осадков колеблется от 125 до 175 мм. Глистные инвазии широко распространены в районах с температурой 25-30°С и годовым количеством осадков более 150 мм, а, следовательно, в основном между 40° северной и 40° южной широты.

Несмотря на явную зависимость распространения некоторых болезней от климато-географических условий, все же из-за большой сложности экологических взаимоотношений относительно немного видов из огромного числа паразитирующих на человеке характеризуются преимущественным обитанием в определенной географической местности. По этой причине для большинства болезней, вызываемых микроорганизмами, специфику экологических связей можно установить только в результате многостороннего анализа условий в данной географической среде. Так, к примеру, в результате анализа климато-географических условий Сомали Оди приходит к следующим выводам. Климат Сомали сухой, большая часть страны покрыта колючим кустарником или представляет собой полупустыню. В связи с этим для Сомали характерна высокая частота катаракт и глазных инфекций, возникающих вследствие раздражения роговицы и конъюктивы глаза песком и ярким солнечным светом. Кроме того, благоприятные условия этого сухого климата для размножения мух обуславливают большую распространенность инфекций, переносимых мухами. Сухой климат Сомали создает также благоприятные условия для размножения клещей – переносчиков возвратного тифа. Пустынные условия Сомали обуславливают и распространенность среди жителей такого заболевания как мадурская стопа (хронический глубокий микоз, вызываемый актиномицетами, попадающими в кожу с шипами колючих пустынных растений, характеризуется преимущественным поражением стоп с развитием в них множественных абсцессов и свищей с гнойными и гнойно-кровянистыми отделениями). Сухость воздуха и частые песчаные бури оказывают постоянное раздражающее действие на слизистую ротовой полости и глотки, что обуславливает большую частоту заболеваемости ангиной среди сомалийцев (они лечат ангины путем частичного подрезания небных и язычной миндалин). Таким образом, песок, сухость, частые песчаные бури и яркий солнечный свет являются первичными физическими факторами Сомали, предопределяющими широкую распространенность в этой стране определенных заболеваний.

Примером другого комплекса экологических факторов, предопределяющих развитие определенных инфекционных болезней, является Арктика. Здесь, в отличие от юмидных зон, нет ни одного вида комаров и других членистоногих переносчиков инфекционных болезней. Вместе с тем в арктических районах Америки главным резервуаром возбудителей сальмонеллеза, бешенства и ряда гельминтов являются собаки, служащие основным видом зимнего транспорта. Причем сезонный характер проявления сальмонеллеза в арктических регионах связан с тем, что пищевые отходы, обычно выбрасываемые рядом с жилищем из-за плохого развития инфраструктуры жилых районов, оказываются безвредными в холодное время года, но с наступлением весенней оттепели сохраняющиеся в них патогенные организмы активизируются и становятся источником инфекций.

Кроме того, распространению определенных инфекционных болезней могут способствовать и определенные социальные факторы, такие как характер поселений и тип жилищ, совершаемые обряды и др. В частности, и в холодном климате (у эскимосов), и в жарких сухих странах для людей, ведущих кочевой скученный образ жизни, характерна высокая заболеваемость респираторными заболеваниями (особенно пневмонией). В Йемене шистосомоз получил распространение по той причине, что обряд омовения при крещении совершается в общих бассейнах.

Распространению инфекционных заболеваний отчасти способствовал переход к городскому образу жизни, обуславливающему большую плотность населения в городах. В малочисленных же сообществах инфекции, переносимые воздушно-капельным путем (грипп, корь, коклюш) затухают сами собой из-за недостаточной частоты контактов между индивидами. В тот или иной момент времени разные популяции людей могут находиться в различной фазе резистентности по отношению к тому или иному патогену, с которым им приходится сталкиваться. Болезнь, достигшая определенного равновесия и слабоэндемичная у одного народа, может вылиться в серьезные волны эпидемий у других популяций людей, которые не успели приобрести соответствующего активного иммунитета.

Распространению инфекционных болезней может отчасти способствовать и хозяйственная деятельность человека (расчистка местности от кустарников, зарослей, вырубка лесов, неизбежные при застройках). Так, уничтожение лесов на холмах Шри-Ланки привело к тому, что даже в сухое время года вблизи жилищ часто сохраняются водоемы, в которых размножаются комары. Некоторые виды крыс, служащие резервуаром ряда инфекций, переносимых клещами, встречались в естественных лесах Малайи, но после вырубки этих лесов появились вблизи жилищ в больших количествах. Распространению бильгарциоза в Африке, Китае и Японии способствовало создание оросительных систем. Наконец, улучшение путей сообщения между различными регионами Земного шара, обусловившее более интенсивную миграцию людей, увеличение контактов между популяциями, также послужило причиной распространения ряда инфекционных заболеваний (например, СПИДа). Грандиозные эпидемии чумы и холеры всегда были социальным бедствием, размеры которого становились все опаснее по мере улучшения путей сообщениями между популяциями. Эти эпидемии распространялись со всевозрастающей скоростью по маршрутам караванов, судов и вдоль железных дорог. Иногда паломничество в Мекку становилось первопричиной новых эпидемий холеры.

Существует мнение, согласно которому инфекционные болезни служили одним из наиболее эффективных факторов естественного отбора у человека, поскольку они благоприятствовали выживанию индивидуумов, гены которых обеспечивали повышенную сопротивляемость организма болезням. В связи с этим ко многим возбудителям инфекционных болезней у существующих популяций людей на протяжении эволюции уже выработалась определенная генетически обусловленная устойчивость и способность быстро развивать неспецифические и специфические иммунные реакции. Вместе с тем к возбудителям, не типичным для каждой данной популяции людей, занесенным из других популяций, такой эволюционно выработанной генетически обусловленной устойчивости может не быть, что приводит к очень тяжелому течению этих заболеваний. Так, известно, что смертность от туберкулеза особенно высока в популяциях людей, которые прежде не имели контакта с этой болезнью (американские индейцы, эскимосы, ирландцы, меланезийцы, бушмены Южной Африки). Вместе с тем после контакта таких популяций людей с ранее незнакомой им микобактерией туберкулеза в результате естественного отбора закрепились устойчивые генотипы, в результате чего, например, в третьем поколении африканских индейцев смертность от туберкулеза снизилась от 10 до 0,2%. Хорошо известно, что в Европе городское население менее восприимчиво к туберкулезу, чем сельское, и что смертность от туберкулеза в городах Европы начала падать задолго до того, как были разработаны меры эффективной борьбы с ним. Более того, селекционерам удалось вывести породы кроликов с большей или меньшей восприимчивостью к туберкулезу. В исследованиях на монозиготных близнецах удалось доказать, что их конкордантность по туберкулезу значительно выше (53%), чем у дизиготных (22%)

Селективная роль хронических или дегенеративных заболеваний (например, атеросклероза), напротив, очевидно, незначительная, поскольку эти болезни обычно губят организм в зрелом и старческом возрасте после того, как он произвел потомство, и поэтому генотипы, имеющие предрасположенность к таким заболеваниям не элиминируются в процессе естественного отбора.

Генетическая сопротивляемость по отношению к инфекционным и некоторым другим болезням, без сомнения, существует, однако лишь в редких случаях удалось определить гены, ответственные за такую сопротивляемость, и выяснить их метаболическую защитную роль. Одними из наиболее изученных генетических механизмов сопротивляемости человеческого организма являются таковые по отношению к малярии. В частности, имеются данные, свидетельствующие о том, что наиболее часто встречающиеся в современных популяциях три типа полиморфизма – серповидноклеточность, талассемия и недостаточность фермента глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы – обязаны своим происхождением селективному действию тропической малярии. Географическое распределение этих признаков совпадает с распределением областей с высокой частотой малярии на Земном шаре. Данные признаки обуславливают невозможность нормального развития малярийных плазмодиев в несколько измененных вследствие серповидноклеточности или талассемии эритроцитах; такие эритроциты после заражения малярийным плазмодием разрушаются, не давая возможности малярийному плазмодию размножаться. Установлено, что во многих районах, эндемичных по малярии, в крови детей с серповидноклеточностью или с недостаточностью фермента глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы содержится гораздо меньше малярийных плазмодиев по сравнению с зараженными плазмодием индивидами с отсутствием указанных полиморфизмов. Согласно данным археологии, в странах Средиземноморья в древности существовала связь между географическим распределением малярии и генов талассемии. Подобная устойчивость к малярии способствовала выживанию детей, гетерозиготных по гену серповидноклеточности и гомозиготных по генам талассемии и недостаточности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и, по-видимому, повышала плодовитость женщин с указанными особенностями генотипа. Таким образом, малярия служила общим селективным фактором, благоприятствующим закреплению независимых мутаций – серповидноклеточности, талассемии и недостаточности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы.

Предполагают, что некоторые генетически обусловленные неинфекционные заболевания человека также могут быть связаны с закреплением в процессе естественного отбора определенных аномальных генов, кодирующих признаки, оказавшиеся полезными для человека на определенном этапе антропогенеза. Так, гиперостоз (генетически обусловленное и наследующиеся по аутосомно-рецессивному типу патологическое разрастание неизмененной костной ткани) впервые был обнаружен у земледельцев неолитической эпохи, расчищавших участки от леса под пашни. Очевидно, такое разрастание костной ткани, обусловленное дефектом определенных генов, отчасти оказалось полезным при длительной механической нагрузке на кости и поэтому закрепилось в процессе естественного отбора. Гиперостоз не обнаружен в предшествующем охотничьем периоде, когда человек занимал под пашню преимущественно свободные от леса сухие земли.

Несмотря на то, что до сих пор не удалось идентифицировать конкретные гены, определяющие восприимчивость к таким инфекционным заболеваниям как туберкулез, корь или полиомиелит, тем не менее существуют убедительные данные, свидетельствующие в пользу определенной роли генетических факторов в устойчивости к этим заболеваниям. Так, было установлено, что в последовательном ряду поколений некоторых популяций людей, длительное время не прибегавших к каким-либо лечебным мерам, постепенно снижалась смертность от некоторых инфекционных заболеваний. С другой стороны, известны случаи повышенной частоты тех или иных инфекционных заболеваний в определенных семьях, несмотря на то, что условия существования этих семей ничем не отличаются от условий других семей с более низкой заболеваемостью этими болезнями. Некоторые популяции оказываются гораздо менее восприимчивыми к определенным болезням, хотя условия возникновения и распространения этих инфекций у них одинаковы с другими популяциями. В подобных случаях нелегко отличить приобретенный иммунитет от генетически обусловленной более высокой резистентности. Вместе с тем опыты на животных показывают, что путем искусственного отбора можно вывести линии животных, обладающих повышенной резистентностью или, наоборот, восприимчивостью ко многим болезням, в том числе и к некоторым, свойственным человеку (туберкулезу у кроликов, полиомиелиту у мышей, чуме у крыс). Еще одно доказательство в пользу генетической предрасположенности к тем или иным заболеваниям дает изучение заболеваемости определенными болезнями у монозиготных близнецов. В частности, монозиготные близнецы обладают гораздо более высокой конкордатностью (сопряженная заболеваемость близнецов) по наличию (или отсутствию) данной болезни, чем дизиготные и прочие сибсы. Так, конкордатность по полиомиелиту у монозиготных близнецов составляет 35%, тогда как у дизиготных и других сибсов – 6%. Более того, установлено, что в США более изолированные группы людей гораздо чаще болеют полиомиелитом, чем популяции с большой плотностью, что обусловлено закреплением в процессе естественного отбора среди крупных популяций генотипов с высокой устойчивостью к этому заболеванию.

Несмотря на то, что генетические факторы играют важную роль в восприимчивости людей ко многим инфекционным болезням, все же роль этих факторов в географическом распределении инфекционных заболеваний, по-видимому, все же подчиненная. В целом, в основе различий по частоте и степени тяжести ряда инфекционных заболеваний в различных популяциях людей лежат следующие факторы:

Ø различия в экологических условиях, способствующих возникновению и распространению возбудителей болезней

Ø генетически обусловленные различия в уровне резистентности организма к определенным возбудителям

Ø общественно-экономические факторы (например, недоедание, недостаточно развитая сеть медицинских учреждений и профилактических мероприятий и т.д.).

Дата добавления: 2015-06-30